(57)【要約】【課題】  表示領域の全体の発光輝度を低下させることなく、導光板の有効発光領域における輝度を均一化でき、しかも、薄型および小型化が可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】  本発明は、一方方向に延びる透明電極４、配向膜５を被着形成して成る一方の透明基板３と、他方方向に延びる透明電極４、配向膜５を被着形成して成る他方の透明基板１１とを、液晶層８を介在させて貼り合わせて成る液晶表示パネルＬＰと、  導光板と導光板の端面に配置した冷陰極放電管とを具備するバックライトＢＬとから成る液晶表示装置において、前記導光板１５は、前記冷陰極放電管１４の両端部に相当する電極部（非発光部１４ａ）領域である該導体板１５の角部領域に配置される点光源３０を具備している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方方向に延びる透明電極、配向膜を被着形成して成る一方の透明基板と、他方方向に延びる透明電極、配向膜を被着形成して成る他方の透明基板とを、前記一方の透明基板上の透明電極と前記他方の透明基板上の透明電極とが互いに交差して画素領域を形成するようにして液晶を介在させて貼り合わせて成る液晶表示パネルと、
導光板と、導光板の端面に配置した冷陰極放電管とを具備するバックライトとから成るとともに、
前記液晶表示パネルの裏面にバックライトを配設した液晶表示装置において
前記導光板は、前記冷陰極放電管の両端部に対応する該導体板の角部領域に埋設される点光源を具備していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記導光板の該液晶表示パネル側の主面には光散乱層が形成されているとともに、該導光板の裏面側主面には、光反射層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記点光源は、前記導体板の裏面側主面から主面側に向けて埋設されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記点光源は、前記導光板の厚みを規定する端面に埋設されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透過型または半透過型液晶表示装置に関するものであり、光源に冷陰極放電管を用いても、表示全面が均一で且つ明るい輝度を有する液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ワープロ、パソコン等の表示装置として液晶表示装置が多用されており、このような液晶表示装置は画像表示を行う表示部を照明するために、いわゆるバックライトを配設している。尚、バックライトからの光のみを利用して液晶表示を行うタイプを透過型液晶表示装置といい、表示面側からの光（外光）を反射させるとともに、バックライトの光も利用して液晶表示を行うタイプを半透過型液晶表示装置といい、いずれの液晶表示装置であっても、バックライトが必要となる。
【０００３】
また、このようなバックライトを有する液晶表示装置の傾向は、全体の大きさ、厚みが重要視され、液晶表示装置においても、薄型化、小型化（表示面の周囲領域が狭い狭額縁化）が要求されており、バックライトとしては導光板の端面に小口径の冷陰極放電管に配置したエッジライト方式が一般的に用いられている（特許文献１：特開２０００−１３７２３３号など）。
【０００４】
図４は、反射半透過型液晶表示装置の一般的な構造を示す一部分解状態の概略断面図である。反射半透過型液晶表示装置板は、主に液晶表示パネルＬＰとバックライトＢＬとから構成されている。液晶表示パネルＬＰは、表示面側の一方の透明基板である例えばガラス基板３と、裏面側の他方の透明基板である例えばガラス基板１１と、その間に配置された液晶層８とから構成されている。尚、ガラス基板３及びガラス基板１１の各内面側には多数の透明電極４が平行に配列されている。
【０００５】
尚、ガラス基板３の透明電極４は、例えば一方方向、図４では左右方向に延びるように形成されており、ガラス基板１１の透明電極４は、例えば他方方向、図４では紙面奥行き方向に延びるように形成されている。即ち、ガラス基板３とガラス基板１１とを対向させて、その間に液晶層８を介在させるように配置して、シール部材６で両基板３、１１を貼り合わせることにより、両基板３、１１の透明電極４が交差する領域が画素領域となる。尚、このような透明電極４上には、配向膜５を形成されている。
【０００６】
両部材の間には、ネマチック型液晶分子を有する液晶層８が配置され、この液晶分子が両ガラス基板３、１１間で、電圧の非印加状態で１８０°〜２７０°ツイスト配列されている。
【０００７】
また、液晶表示パネルＬＰのガラス基板３の外面側には偏光板１、位相差板２が順次被着されている。また、ガラス基板１１の外面側には、偏光板１３、位相差板１２が順次被着されている。
【０００８】
バックライトＢＬは、導光板１５と冷陰極放電管１４とから構成され、他方のガラス基板１１の外方に配置されている。このとき、液晶表示パネルＬＰの複数の画素領域で構成される表示領域に導光板１５の光放出面とが対向するように配置される。この導光板１５は、その厚みが冷陰極放電管１４側で厚く、冷陰極放電管１４を配置した一端面から離れれば離れる程、その膜厚は薄くなる様に形成されている。即ち、導光板１５の一端面から入射した光が、導光板１５の裏面で反射して、液晶表示パネルＬＰ側に十分に出射されるようにしている。尚、この導光板１５の裏面に反射層を設けたり、また、反射用の凹凸溝を設けても構わない。
【０００９】
ここで、ガラス基板１１と透明電極４との間には、反射及び透過機能を有する反射半透過層１０、必要に応じてカラーフィルタ９及びオーバーコート７が介在されている。
【００１０】
尚、オーバーコート７は、カラーフィルタ９の表面の凹凸を防止するものであり、カラーフィルタ９を形成しない液晶表示装置においては、カラーフィルタ９が省略される。また、反射半透過膜１０は、複数の透明誘電体層が積層されて構成されており、表示面側からの外部の光を、反射半透過膜１０の表面や各誘電体層界面で反射するとともに、バックライトＢＬからの光を表示面側に透過させるものである。そして、各誘電体層の屈折率や膜厚みの制御によって、外光を反射半透過膜１０の表面または各層の界面で反射させるとともに、反射半透過膜１０を通過させるものである。反射半透過膜の設計によって反射効率と透過効率（合算して１００％）とを制御していた。
【００１１】
即ち、外部の光を反射させる機能を有してない透過型液晶表示装置において、この反射透過膜１０が省略されることになる。
【特許文献１】特開２０００−１３７２３３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、図５の導光板の平面図で示すように、冷陰極放電管１４には、その両端部に、ガラス管内で放電させるための電極部を有している。即ち、両端部の電極部分は、非発光部１４ａ、１４ａとなり、その管のガラス管部分は、発光部１４ｂとなっている。
【００１３】
また、上述のように液晶表示パネルＬＰの小型化（狭額縁化）を達成するために、例えば，導光板１５の平面形状を液晶表示パネルＬＰの表示領域の形状に合わせ、導光板１５の一方の端面に冷陰極放電管１４を配置した場合、表示領域の周囲に、冷陰極放電管１４の口径（長径）に相当する額縁領域が存在してしまう。冷陰極放電管１４の延びる方向、即ち、冷陰極放電管１４の幅方向を考えると、冷陰極放電管１４の両端部には、非発光部１４ａ、１４ａが存在しているためこの領域部分の輝度が低下してしまう。
【００１４】
即ち、導光板１５を液晶表示領域と同一の面積に設定して、この導光板１５の一端部側の幅を小型化（狭額縁化）を想定して、冷陰極放電管１４の長さと同一にした場合には、導光板１４の有効発光領域に非発光部１４ａ、１４ａか存在してしまう。
【００１５】
これを防止するために冷陰極放電管１４を、導光板１５の幅よりも長くして、非発光部１４ａ、１４ａが導光板１５の外側に位置するようにしてもよいが、この場合には、液晶表示パネルＬＰとバックライトＢＬとの形状が相違してしまい、その結果、液晶表示装置の小型化（狭額縁化）が困難となってしまう。
【００１６】
従来においては、冷陰極放電管１４の輝度むらを解消するための技術として、特許文献１では、導光板１５の裏面側の反射手段の反射条件を制御したり、導光板１５の主面に光吸収性ドットパターンを設けて、その形状を冷陰極放電管１４の発光部１４ｂの近傍と、非発光部１４ａの近傍で相違させるなどして、高輝度領域と低輝度領域の輝度差を解消し、輝度むらを低減させていた。しかし、光吸収性ドットパターンを設けることは、全体の輝度を低下させることになり、輝度むらが解消されたとしても、全体の発光輝度が低下してしまう。
【００１７】
本発明は、上述の問題点に考えみて案出されたものであり、その目的は、表示領域の全体の発光輝度を低下させることなく、導光板の有効発光領域における輝度を均一化でき、しかも、薄型および小型化（狭額縁化）が可能な液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によれば、一方方向に延びる透明電極、配向膜を被着形成して成る一方の透明基板と、他方方向に延びる透明電極、配向膜を被着形成して成る他方の透明基板とを、前記一方の透明基板上の透明電極と前記他方の透明基板上の透明電極とが互いに交差して画素領域を形成するようにして液晶を介在させて貼り合わせて成る液晶表示パネルと、
導光板と、導光板の端面に配置した冷陰極放電管とを具備するバックライトとから成るとともに、
前記液晶表示パネルの裏面にバックライトを配設した液晶表示装置において
前記導光板は、前記冷陰極放電管の両端部に対応する該導体板の角部領域に埋設される点光源を具備していることを特徴とする。
【００１９】
また、前記導光板の該液晶表示パネル側の主面には光散乱層が形成されているとともに、該導光板の裏面側主面には、光反射層が形成されている。
【００２０】
さらに、点光源は、前記導体板の裏面側主面に、点光源の光が主面側に出射されるように埋設されている。または、前記導光板の厚みを規定する端面に、点光源の光が表示面の中央側に出射されるように埋設されている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、バックライトを構成する冷陰極放電管の構造上、必須の構成である電極部である非発光部となるためには、導光板の端部の輝度が低下するものの、この非発光部に対応する導光板の一部にＬＥＤなどの点光源を配した。これにより、導光板の全体の輝度むらを有効に防止できる。しかも、従来のように、光吸収ドットパターンのように光の吸収をともなわないため、導光板の全体の輝度が低下することがない。
【００２２】
しかも、冷陰極放電管が配置される導光板の端面の幅と、冷陰極放電管の長さを略一致させても、上述の点光源との組合せにより、導光板の輝度むらを防止でき、しかも、液晶表示領域の周囲の額縁部分を極小化することができる。これにより、小型化な液晶表示装置が達成できることになる。
【００２３】
さらに、導光板の表面に光散乱層を配置することで、光散乱層によって冷陰極放電管の光と点光源とが混合されて、光の輝度の均一化することができる。
【００２４】
また、点光源は導光板に埋設される。従って、点光源が導光板から大きく突出することがないため、冷陰極放電管とは異なる光源を用いたとしても、大型化されることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の液晶表示装置を図面に基づいて詳説する。
【００２６】
図１は本発明の液晶表示装置の断面図（一部分解した状態の断面図）であり、図２はバックライトＢＬのバック反射領域と透過領域との関係を示す平面図であり、図３はバックライトＢＬの主要部分の断面図である。尚、図１において、図４と同一箇所には同一符号を付す。
【００２７】
図１は、単純マトリックスタイプのカラー液晶表示装置の概略断面図である。液晶表示装置は、液晶表示パネルＬＰとバックライトＢＬとから構成されている。
【００２８】
液晶表示パネルＬＰは、一方の透明基板である例えばガラス基板３と、他方の透明基板である例えばガラス基板１１と、その間に配置された液晶層８とから構成されている。
【００２９】
一方のガラス基板３及び他方のガラス基板１１の各内面側には、多数の透明電極４が平行に配列されている。例えば一方のガラス基板３の透明電極４は、一方方向、例えば図１の左右方向に延びるように形成されており、他方のガラス基板１１の透明電極４は、他方方向、例えば図１の紙面奥行き方向に延びている。即ち、一方のガラス基板３と他方のガラス基板１１とを対向させて配置した時には、両基板３、１１の透明電極４が互いに交差する。これにより、図２に示すように矩形状の画素領域が構成される。この画素領域は、平面視した時に走査側信号の透明電極４とデータ信号側の透明電極４とが交差されて矩形状に示される。尚、透明電極４上には、液晶層８に接するように配向膜５を形成されている。
【００３０】
液晶層８は、ネマチック型液晶分子などで構成され、図１には省略されているが、液晶層８の厚みを一定に保つようにスペーサが分散されている。この液晶層８の液晶分子は、配向膜５の配向処理方向、液晶層８に含有するカイラル物質などの制御により、駆動電圧の非印加状態で１８０°〜２７０°ツイストされて配列されている。尚、両基板３、１１は、シール部材６によって表示部領域の周囲で貼り合わされており、その領域に液晶層８が充填されている。
【００３１】
また、液晶表示パネルＬＰの一方のガラス基板３の外面側には、偏光板１、位相差板２が被着され、必要に応じて光散乱層１７が配置されている。また、他方のガラス基板１１の外面側には、偏光板１３、位相差板１２が被着されている。
【００３２】
バックライトＢＬは、導光板１５と光源１４とから構成され、他方のガラス基板１１の外方に配置されている。具体的には、液晶表示パネルＬＰとバックライトＢＬとは、両者を支持固定するフレーム部材によって所定位置関係に固定されている。即ち、液晶表示パネルＬＰの複数の画素領域で構成される表示領域と導光板１４の光放出面とが互いに対向するように配置される。
【００３３】
ここで、他方のガラス基板１１の内面と透明電極４との間には、誘電体層が多層構造となった反射半透過層１６とカラーフィルタ９及びオーバーコート７が介在されている。
【００３４】
ここで、反射半透過層１６は、反射膜２５、下部誘電体層２６、上部誘電体層２７を具備して構成されるものであり、また、１つの画素領域に区画された反射領域２１と透過領域２２とで、その層構造が相違する。
【００３５】
例えば、液晶表示パネルＬＰの画素領域を平面視した１つ画素領域内には、一部が反射領域２２となっており、この反射領域２２は反射膜２５を具備している。具体的には、この反射領域２２の層構成は、ガラス基板１１側から下部誘電体層２６、反射膜２５及び上部誘電体層２７が順に積層されている。
【００３６】
また、１つの画素領域内で反射膜２５が形成されていない領域は、透過領域２１となり、バックライトＢＬの光を液晶表示パネルＬＰの裏面側から表示面側に透過させる領域である。具体的には、この透過領域２１の層構成は、ガラス基板１１側から下部誘電体層２６、上部誘電体層２７が順に形成されている。尚、画素領域と画素領域との間は、例えば反射領域２１と同一構成となっており、カラーフィルタ９の一種である黒色系樹脂を形成してブラックマトリックスとしても構わない。
【００３７】
この透過モードで利用されるバックライトＢＬからの光を透過させるための透過領域２１は、反射領域２２に形成された反射膜２５の一部をエッチング処理して、画素領域上の反射膜２５に開口パターンを形成して、この開口領域が透過領域２１となる。
【００３８】
尚、画素領域間において、反射領域２２と同一の層構成であるものの、カラーフィルタ９として、Ｒ（青）、Ｇ（緑）Ｂ（青）（Ｃ（シアン）Ｍ（マンゼダ）Ｙ（イエロ）のいずれでもない、黒色系樹脂からなる遮断膜を形成しても構わない。
【００３９】
以上のような液晶表示装置は、暗い場所から明るい場所まで幅広い環境で使用できるように設計されている。即ち、明るい場所の利用は、主に反射モードで外光の反射を利用して液晶表示が行われ、暗い場所の利用は、主に透過モードでバックライトＢＬの光を利用して液晶表示が行われる。
【００４０】
このような構造の液晶表示装置においては、バックライトＢＬは、導光板１５、冷陰極放電管１４、点光源３０、３０とから構成されている。
【００４１】
導光板１５はアクリル樹脂等の透明材料からなる矩形状の板部材であり、この導光板１５の１つの端面またはこの端面と対向する端面（図では１つの端面）には、管状光源である冷陰極放電管１４が配置されている。この冷陰極放電管１４は、断面が概略半円形状の反射板３１によって外方側が取り囲まれて、この反射板３１の開口側が導光板１４の端面に連結されており、冷陰極放電管１４から放たれた光が、直接または、反射板３１に反射して導光板１５の端面から、導光板１５内に導かれる構造となっている。
【００４２】
また、導光板１５には、導光板１５を平面視角したときに、冷陰極放電管１４を配置した一端の辺と直交する２つの２辺とが交差領域、即ち、導光板１５の一端の両側の角部付近には、ＬＥＤなどの点光源３０、３０が配置されている。具体的には、点光源３０は、図３に示すように導光板１５の角部近接の一端面の厚み方向に埋設されている。
【００４３】
この導光板１５の液晶表示パネルＬＰ側の主面には光散乱層３２が形成されている。この光散乱層３２によって、導光板１５から液晶表示パネルＬＰ側に出射される光の散乱及び拡散を図り、液晶表示における輝度の均一化を行っている。尚、光拡散層６はＰＣ、ＰＥＴ等の白色シートのいずれか一方の面に微細な凹凸（たとえばエンボス加工等）が施されたものが用いられる。
【００４４】
また、導光板１５の裏面側の主面には、前記光反射部材である光反射層３３が設けられている。例えば、光反射層３３はＰＥＴ等の白色シートなどが例示でき、また、図１に示すように冷陰極放電管１４を配置した側の端面側から対向する端面に向かって導光板１５の厚みを徐々に薄くしたり、また、導光板１５の厚みを均一にして、導光板１５の裏面をプリズム状に溝加工、微細な凹凸（たとえばエンボス）加工等が施してもよい。
【００４５】
冷陰極放電管１４は、放電電極が所定ガス雰囲気の管状のガラス管内に配置され、ガラス管の両端部に電極部が形成されている。即ち、この電極部は非発光部１４ａ、１４ａとなり、その管のガラス管部分が発光部１４ｂとなっている。そして、冷陰極放電管１４の長さは、電極部（非発光部１４ａ、１４ａ）間の長さとなる。
【００４６】
導光板１５と冷陰極放電管１４との位置関係は、上述したように冷陰極放電管１４は、導光板１５の１つの端面に渡って平行に配置されている。その長さは、電極部電極部（非発光部１４ａ、１４ａ）を含む冷陰極放電管１４の長さと導光板１５の一端面部分の長さとが実質的に同じとなっている。この実質的に同じとは、液晶表示パネルＬＰの表示領域の周囲のフレーム部分（額縁部分）の幅が許容される範囲で、冷陰極放電管１４の電極部である非発光部１４ａ、１４ａの一部、例えば数ｍｍの範囲で導光板１５の両端から延出し得ることをいう。このように、少なくとも冷陰極放電管１４の電極部である非発光部１４ａ、１４ａに対応する領域に導光板１５が存在することになる。
【００４７】
そして、この非発光部１４ａ、１４ａに存在するは導光板１５の角部領域に点光源３０が存在することになる。点光源３０は例えば導光板１５の角部付近、詳しくは、一端面部分に厚みに、くり抜き孔部３４を形成し、このくり抜き部３４内に、点光源３０を埋設する。くり抜き部３４内に点光源３０を挿入配置して、くり抜き部３４の内面と点光源３０との間には透明樹脂などで被覆・充填する。これにより点光源３０を導光板１５に確実に固定することができる。また、くり抜き孔３４の内面に光散乱機能を有すると膜を形成しておけば、例えば、比較的指向性の高いＬＥＤ（発光ダイオード）などの点光源３０に対して非常に有効に光を散乱させることができる。
【００４８】
また、この導光板１５に埋設する点光源３０の光軸は、導光板１５の角部付近の一端面から、冷陰極放電管１４の非発光部１４ａの存在による輝度の低下を惹起する領域に向けて照射されるように設定する。
【００４９】
さらに、この導光板１５に埋設する点光源３０として、導光板１５の角部付近の一端部付近に埋設しているが、導光板１５の角部にＣ面カット端面（一端面とそれに直交する端面を互いに傾斜して横切る面）を形成し、この端面にくり抜き孔を形成して、この部分に点光源３０を埋設しても構わない。
【００５０】
さらに、導光板１５の角部付近の裏面に、くり抜き孔を形成し、このくり抜き孔に点光源を埋設しても構わない。
【００５１】
また、導光板５の角部に上述のＣ面カット端面を形成し、この端面上に点光源３０を透明樹脂接着剤を用いて貼着しても構わない。
【００５２】
いずれの場合では、点光源３０から出射される光の光軸は、上述したように冷陰極放電管１４の非発光部１４ａの存在による輝度の低下を惹起する導光板１５の領域に向けて照射されるように設定することが重要である。
【００５３】
このように、点光源３０を埋設またはＣ面カット端面に貼着して配置することにより、導光板１５の全体形状を液晶表示パネルＬＰの表示領域に比較して非常に大きくすることがなく、点光源３０を配置することができるとともに、冷陰極放電管１４と導光板１５の一端の辺の長さを実質的に同一にしても、液晶表示パネルＬＰの表示領域でのバックライトＢＬの光４の輝度むらを有効に防止でき、しかも、液晶表示装置の小型化（狭額縁化）に容易に対応することができる。
【００５４】
即ち、管状の冷陰極放電管光の電極部である非発光部付近の導光板での輝度の低下を、点光源の光により補うことができ、液晶表示装置の液薄型化・狭額縁化を達成するとともに、導光板の有効発光領域における輝度が均一化される高性能かつ高品質な液晶表示装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の液晶表示装置の一部分解した状態の断面図である。
【図２】本発明の液晶表示装置に用いるバックライトの平面図である。
【図３】本発明の液晶表示装置に用いるバックライトの主要部分の断面図である。
【図４】従来の液晶表示装置の概略断面図である。
【図５】従来の液晶表示装置に用いるバックライトの平面図である。
【符号の説明】
【００５６】
ＬＰ・・・液晶表示パネル
ＢＬ・・・バックライト
１・・・偏光板
２・・・位相差板
３・・・ガラス基板
４・・・透明電極
５・・・配向膜
７・・・オーバーコート層
８・・・液晶層
９・・・カラーフィルタ
１０・・・反射半透過層
１１・・・ガラス基板
１２・・・位相差板
１３・・・偏光板
１４・・・冷陰極放電管
１５・・・導光板
１６・・・反射半透過層
３０・・・点光源
３１・・・反射板
３２・・・光散乱層
３３・・・光反射層
３４・・・くり抜き孔部
【図１】
2005157071.tif 000003
【図２】
2005157071.tif 000004
【図３】
2005157071.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005157071.tif 000007